具有非局域 van der Waals 相互作用的液态水的等压第一性原理分子动力学
软凝聚态物质
2016-08-01 v1 化学物理
摘要
我们利用基于增广了非局域 van der Waals 相互作用的半局域密度泛函的第一性原理分子动力学模拟，研究了近环境条件下液态水的结构性质。所采用的方案具有以基本上与标准半局域泛函相同的计算成本模拟液态水的优势。应用于水二聚体和冰 Ih，我们发现氢键能量仅比标准半局域泛函略有增强。我们在允许系统密度涨落的 NpH 统计系综中通过分子动力学模拟了液态水。液体的结构偏离了使用半局域泛函发现的结构，导致更紧凑的结构排列。这表明，正如考虑色散相互作用时所预期的那样，氢键相互作用的方向性作用相比整体吸引力有所减弱。这一结论通过对部分径向分布函数、各种局部有序指数、氢键网络和自扩散系数的详细分析得到了证实。对 van der Waals 相互作用的显式处理导致了对液态水整体描述的改进。
引用
@article{arxiv.1607.08377,
title = {Isobaric first-principles molecular dynamics of liquid water with nonlocal van der Waals interactions},
author = {Giacomo Miceli and Stefano de Gironcoli and Alfredo Pasquarello},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.08377},
year = {2016}
}